Суточный расход электроэнергии на электролиз
Суточный расход электроэнергии на электролиз составляет: ,(кВт/сутки) [10. с.622] где I∑ – суммарная сила тока ванн, А; U – среднее рабочее напряжение ванн, В; k΄1 – коэффициент загрузки оборудования; k2 – коэффициент загрузки источника тока; ηa – КПД выпрямителя; h – число часов работы в сутки. Для цинковых покрытий: (кВт/сутки) Для хромовых покрытий: (кВт/сутки) Суммарная мощность двигателей на автоматической линии составляет 13,2 кВт Тепловой расчёт ванн Определяем расход тепла на разогрев ванны обезжиривания: , [10, с. 613] где Q1 – количество тепла, необходимого для нагрева раствора и материала ванны, Дж; , [10, с. 613] Vв – объем раствора в ванне, м3; r- плотность раствора, кг/м3; Сри Ср1 – удельная массовая теплоемкость раствора и корпуса ванны, Дж/(кг×К); Мв– масса корпуса ванны, кг; tк – рабочая температура раствора, оС; tн – начальная температура раствора, оС; Q2 – расход тепла на компенсацию тепловых потерь ванны в окружающую среду, Дж; , [10, с. 613] q1 – потери тепла через стенку ванны, Дж; q2 – потери тепла при испарении, Дж. Теплоёмкость электролита рассчитываем по обшей формуле: [16, c. 248] где , , – удельные теплоёмкости компонентов, Дж/кг·К; , , – массовые доли компонентов. , [16, с. 248] где М – молекулярная масса химического соединения; С1,С2,С3 – атомная теплоёмкость, Дж/кг·атом·К; n1,n2,n3 – число атомов элементов, входящих в соединение. (Дж/кг·К) (Дж/кг·К) (Дж/кг·К) Линия цинкования: (кДж) Линия хромирования: (кДж) Определяем потери тепла через стенки ванны: , [10, с. 613] К – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2×град); F – поверхность корпуса ванны, м2; t - принятое время разогрева, с. Коэффициент теплоотдачи определяется по формуле: , [10, с. 613] где R – сопротивление слоев стенки, м2×град/Вт (м2×град/Вт) dст – толщина стенки, м lст – коэффициент теплопроводности стенки, Вт/м2×град a1, a2 – коэффициенты теплоотдачи на граничных поверхностях стенки с внутренней и наружной средами, Вт/(м2×град) , [11, с. 27] где tст – температура наружной стенки, ºС.
Коэффициент теплоотдачи a1 от неподвижной горячей жидкости к стенке зависит от произведения безразмерных критериев Грасгофа Gr и Прандтля Pr: ; , [11, с. 26] где b - коэффициент объемного расширения жидкости, 1/град; [16, с. 532] l – высота стенки ванны, м; g – ускорение силы тяжести, м /c2; Δt – разность температур жидкости и стенки, принимаем 3оС n - кинематическая вязкость жидкости, м2/с ; [16, с. 517] m - динамическая вязкость жидкости, (н×с)/м2; [16, с. 516] Ср – удельная массовая теплоемкость жидкости, Дж/(кг×град); [16, с. 513] λ - коэффициент теплопроводности жидкости, Вт/(м2×град); [16, с. 528]
Так как , то a1 рассчитывается по следующей формуле: , [10, с. 614]
Обезжиривание на цинковании: Обезжиривание на хромировании: Определяем потери тепла на испарение: [11, с. 27] где tв – температура воздуха над поверхностью жидкости, ºС; F – поверхность жидкости, м2; υ – скорость движения воздуха над поверхностью жидкости, м/с. Линия цинкования:
Линия хромирования:
Определяем количество тепла необходимого для поддержания рабочей температуры ванны: [11, с. 27] где Q2 – потери тепла в окружающую среду, Дж; Q3 – потери тепла на нагрев деталей на приспособлении, Дж; Q4 – тепло, выделяемое электрическим током, Дж; [11, с. 28] m1 – масса загружаемых деталей в ванну за 1 сек., кг; m2 – масса загружаемого барабана в ванну за 1 сек., кг; , [11, с. 28] М– масса обрабатываемых деталей и барабана за одну загрузку, кг; τ1 - продолжительность обработки деталей, с; Ср0 – удельная массовая теплоемкость материала деталей, Дж/(кг×град); Срп – удельная массовая теплоемкость материала барабана, Дж/(кг×град); Линия цинкования: = 0,2 (кг за 1 с) = 0,23 (кг за 1 с)
Линия хромирования: 0,11 (кг за 1 с)
Расчет Джоулева тепла: , [15, с. 205] где I – сила тока на ванне, А; tв – время работы ванны, ч; U – напряжение на штангах ванны; принимаем 6 В Ет –напряжение разложения, В; Ет – напряжение разложения воды; принимаем 1,48 В [15, с. 205] Линия цинкования: Ванна цинкования: Линия хромирования: Ванна хромирования:
где iк – катодная плотность тока, А/м2; iа – анодная плотность тока, А/м2; S – единовременная загрузка, м2. Линия цинкования:
Линия хромирования: Ванна хромирования:
3.6 Определение параметров змеевика для подогрева электролита
Поверхность нагрева змеевика: , [11, с. 71] где k – коэффициент теплопередачи; принимаем 1500 tср– средняя температура пара, ˚С; , [11, с. 71] τ – время разогрева, с; t1 и t2 – начальная температура пара и электролита, ˚С; t3 – температура конденсата, ˚С; t4 – конечная температура электролита, ˚С; = 79,4 ˚С Линия цинкования: (м2) Линия хромирования: (м2) Принимаем диаметр змеевика d = 0,025 м. Длина трубы змеевика:
Линия цинкования: (м)
Линия хромирования: (м)
3.7 Расчет расхода пара
Расход парана период разогрева и на поддержание рабочей температуры: [11, с. 71] где - теплосодержание входящего пара: λ – теплосодержание насыщенного пара, кДж/кг - теплосодержание уходящего конденсата: t1 – температура уходящего конденсата, ˚С ср – удельная массовая теплоемкость воды, кДж/(кг · град) Линия цинкования: (кг) (кг) Линия хромирования: (кг) (кг) Таблица 8 Результаты тепловых расчетов
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (228)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |